目前動(dòng)力電池的能量密度等各項(xiàng)指標(biāo)已經(jīng)接近極限。因此,新型材料的研發(fā)和應(yīng)用,是打破電池技術(shù)障礙的突破口。在“2018第二屆能源顆粒材料制備及應(yīng)用技術(shù)高峰論壇”上,福建師范大學(xué)童慶松教授為我們?cè)斀狻缎滦弯囯姴牧霞疤嵘姵匦阅艿母咝?chuàng)新技術(shù)》。
富鋰錳基正極材料
富鋰錳基正極材料具有能量密度高及來源豐富等優(yōu)勢(shì)。但由于開發(fā)時(shí)間較短,其仍然存在一些問題:1.首次放電效率低;2.材料在循環(huán)過程析氧,帶來安全隱患;3.循環(huán)壽命差;4.倍率性能偏低。目前科學(xué)家通過包覆、酸處理、摻雜等手段解決這些不足。
石墨烯與碳納米管負(fù)極材料
石墨烯與碳納米管都屬于碳納米材料。石墨烯具有較高的克容量、較大的層間距及良好的導(dǎo)熱性,能確保鋰離子的擴(kuò)散速率與電池的穩(wěn)定性。但由于石墨烯工藝不成熟,還是會(huì)有堆積的現(xiàn)象,因此其作為負(fù)極材料問題仍存在問題,如首次放電效率較低;循環(huán)性能較差;價(jià)格較高,明顯高于傳統(tǒng)石墨負(fù)極。所以石墨烯可以作為鋰電池正負(fù)極材料的添加劑。
而碳納米管具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能,且在脫嵌鋰時(shí)深度小、行程短,可提高電池的大倍率充放電性能。但碳納米管作為負(fù)極材料時(shí),會(huì)存在不可逆容量高、電壓滯后及放電平臺(tái)不明顯等問題。因此,可將該材料與其它負(fù)極材料復(fù)合從而作為載體來改善其他材料的不足。
涂覆隔膜
涂覆隔膜是指在基膜上涂布PVDF等膠黏劑或陶瓷氧化鋁。其作用是:提高隔膜耐熱收縮性,防止隔膜收縮造成大面積短路;涂覆材料熱傳導(dǎo)率低,防止電池中的某些熱失控點(diǎn)擴(kuò)大形成整體熱失控。
高電壓電解液
提升正極材料的電壓后,需要與之配套的高電壓電解液,添加劑對(duì)電解液的高電壓性能起到關(guān)鍵性作用,其成為近年來的研發(fā)重點(diǎn)。